保持幾何特征與拓撲關系的GIS矢量數據水印算法研究.pdf

1、隨著計算機技術的快速發(fā)展和因特網的日益普及,各種媒體內容被轉化為數字形式,提高了信息表達的效率和準確性,但是數字內容的版權保護也更加困難。GIS矢量數據作為數字產品的一種,由于其生產、更新的成本較高、應用范圍廣、精度要求高等特性,其版權保護研究顯得更加重要。數字水印技術作為數字產品版權保護的重要手段之一,在對GIS矢量數據進行水印嵌入時除了應具備一般水印算法的要求外,還需具備高精度以及不可感知等技術特點。本研究基于國家“863計劃”專題

2、課題“GIS矢量數據數字產品版權保護的關鍵技術研究”,在對GIS矢量數據要素特征進行系統歸納的基礎上,設計并實現了兩種保持要素幾何特征與拓撲關系的矢量數據水印算法。在此基礎上,設計一系列評價因子,對含水印GIS矢量數據進行數據質量檢查,從而評價水印算法是否能滿足保持要素幾何特征與拓撲關系的要求。
　　 本研究主要內容包括：⑴總結和分析了GIS矢量數據要素的特征與要素間拓撲關系特征。對重要的地物要素特征進行分類,進而從形態(tài)不變性、

3、面積不變性、拓撲關系不變性等具體要素語義屬性角度對GIS矢量數據表達的要素語義特征進行歸納總結。⑵設計并實現了一種通過增加比例點嵌入版權信息的水印算法。通過在線要素或面要素中增加比例點將二進制版權標記嵌入到載體數據中,該算法實現較為簡單,能夠抵抗數據縮放、平移、旋轉以及疊加噪聲攻擊,但是對于裁剪比例較大的裁剪攻擊以及壓縮攻擊等魯棒性較差。⑶設計并實現了一種基于面面相離關系的水印算法。首先將每個多邊形要素視為一個對象,計算每個對象的標識碼

4、并排序,將多邊形兩兩分組,然后把水印信息嵌入在每組多邊形之間的相離度量關系中,通過整體平移多邊形要素完成不改變多邊形要素幾何形態(tài)特征的水印算法。該算法能有效地抵抗數據增刪、平移、旋轉、縮放等攻擊,具有較好的魯棒性。⑷提出了一種含水印GIS矢量數據的質量檢查方法。本文針對居民地等多邊形要素數據,總結了水印算法對GIS矢量數據要素特征的影響,進而從要素的坐標精度、多邊形的閉合性、多邊形要素形態(tài)一致性以及要素之間的拓撲關系一致性等方面,設計并